Тема 5. Ґрунтовий розчин. Родючість ґрунту.

Питання теми

Склад і концентрація ґрунтового розчину.

Властивості ґрунтового розчину.

Родючість ґрунту.

Основні питання: ґрунтовий розчин, родючість ґрунту.

Склад і концентрація ґрунтового розчину. Ґрунтовий розчин – рідка фаза ґрунту, важлива складова частина ґрунту, яка безпосередньо впливає на ріст і розвиток рослин. Це найрухливіша і найактивніша складова частина ґрунту.

Ґрунтовий розчин – це краплинно рідка волога, яка циркулює в ґрунті і містить розчинені речовини.

Значення ґрунтового розчину: ґрунтовий розчин є джерелом поживних речовин для рослин, оскільки рослини здатні засвоювати необхідні елементи тільки в розчиненому стані.

Вивчення складу ґрунтового розчину дає можливість зрозуміти характер ґрунтоутворюючого процесу, визначити концентрацію солей, виявити токсичні для рослин речовини, розробити схему агротехнічних заходів, які направлені на покращення ґрунтів та їх раціональне використання.

Для вивчення ґрунтового розчину використовують метод водних витяжок. Для приготування водної витяжки, наважку ґрунту змішують з дистильованою водою, збовтують і фільтрують. Отриманий фільтрат і є водна витяжка ґрунту. Але водну витяжку не можна ототожнювати з ґрунтовим розчином, так як вода, добавлена до ґрунту порушує рівновагу між рідкою і твердою фазами ґрунту.

Склад ґрунтового розчину. До складу ґрунтового розчину входять мінеральні, органічні і органо-мінеральні сполуки.

Мінеральні речовини представлені різними солями мінеральних кислот і знаходяться у ґрунтовому розчині у вигляді розчинів. Найчастіше зустрічаються солі таких кислот:

· азотної: нітрати NaNO₃, KNO₃, Ca₃ (NO₃) ₂;

· фосфорної: гідрофосфати Na₂HPO₄, K₂HPO₄, CaHPO₄, дигідрофосфати Ca(H₂PO₄)₂;

· вугільної: карбонати Na₂CO₃, гідрокарбонати Ca(HCO₃) ₂;

· соляної: хлориди NaCl, CaCl₂;

· сірчаної: сульфати Na₂SO₄, CaSO₄, MgSO₄.

У ґрунтовому розчині можуть міститись мінеральні речовини у колоїдному стані – гідрати окису заліза і кремнієвої кислоти.

Органічні речовини ґрунтового розчину це гумусові кислоти та їх солі, амінокислоти, спирти, ефіри, антибіотичні речовини і токсини, які виділяють рослини, тварини і мікроорганізми.

Концентрація ґрунтового розчину. Якісний і кількісний склад ґрунтового розчину у різних ґрунтах різний. У незасолених ґрунтах загальна кількість розчинених речовин невелика, приблизно 0,1 г/л. У засолених ґрунтах концентрація сполук у ґрунтовому розчині дуже велика - 10 г/л і більше.

У різних горизонтах різне співвідношення мінеральних і органічних речовин. Так, у верхніх горизонтах дерново-підзолистих ґрунтів у ґрунтовому розчині переважають органічні речовини, у чорноземах кількість органічних і мінеральних сполук майже однакова, у каштанових, бурих ґрунтах і сіроземах переважають мінеральні речовини.

Концентрація ґрунтового розчину величина не постійна, вона змінюється з часом і в просторі. Концентрація ґрунтового розчину залежить від таких факторів:

- складу твердої фази ґрунту;

- вологості ґрунту. При підвищені вологості відбувається розведення розчину і зниження концентрації. Зменшення вмісту вологи зумовлює підвищення концентрації;

- температурного режиму ґрунту. При підвищенні температури розчинність більшості сполук зростає.

З концентрацією ґрунтового розчину пов’язаний осмотичний тиск. Чим більша концентрація ґрунтового розчину, тим більший його осмотичний тиск. У незасолених ґрунтах осмотичний тиск ґрунтового розчину нижчий ніж осмотичний тиск клітинного соку рослин і не перевищує 1-3 атм. У засолених ґрунтах осмотичний тиск може досягати 20-30 атм і рослини не можуть засвоювати речовини з ґрунту. Оптимальне значення осмотичного тиску 2-3 атм.

Властивості ґрунтового розчину. У ґрунтах постійно відбуваються процеси окислення і відновлення. Вони пов’язані з діяльністю мікроорганізмів. У верхніх шарах ґрунту, у які проникає кисень, переважають процеси окислення; у глибоких шарах – процеси відновлення.

Окисно-відновні процеси супроводжуються зміною величини заряду реагуючих речовин. Ця зміна відображається як зміна потенціалу. Таким потенціалом є окисно-відновний потенціал (ОВ) Eh (мілівольт). Цей потенціал показує енергію окисної чи відновної напруги середовища. Нижня і верхня межа ОВ у ґрунтах є 200 і 700 мілівольт. Чим більший ОВ, тим більша напруга окислення ґрунтового розчину. У дерново-підзолистих ґрунтах ОВ 600-700 мВ, в чорноземах 450-600 мВ, сіроземах 350-400 мВ.

Окисно-відновні умови ґрунту залежать від вегетаційного періоду, повітряного режиму ґрунту, температури, біологічних процесів, вологості, пори року.

Вивчення окисно-відновних процесів дає можливість зробити висновок про властивості ґрунтового розчину, про аерацію та інтенсивність біохімічних процесів.

Важливою властивістю ґрунтового розчину є характер реакції. Для кожного ґрунтового типу характерна своя реакція, для деревно-підзолистих ґрунтів – кисла, для чорноземів – слабокисла і нейтральна, для засолених ґрунтів – лужна.

Кисла реакція ґрунтового розчину зумовлена дисоціацією вугільної кислоти у ґрунтовій вологі, наявністю гумусових кислот і кислих продуктів розкладу органічних решток, а також поглинутим воднем і алюмінієм.

Лужну реакцію зумовлюють карбонати і бікарбонати натрію, карбонати кальцію.

Реакція ґрунтового розчину може дуже змінюватись від pH 3 - 3,5 до pH 8 - 10.

Рослини дуже чутливі до реакції ґрунтового розчину. Більшість рослин не можуть існувати при 3,5>pH>9. Найбільш сприятлива для рослин слабокисла і слаболужна реакція в межах pH 6 - 7,5.

Регулювання складу ґрунтового розчину здійснюється за рахунок внесення добрив, обробітку і меліорації ґрунту. Кислотність нейтралізують вапнуванням, лужність зменшують внаслідок гіпсування і промивання ґрунту водою.

Родючість ґрунту. Народногосподарське значення ґрунту визначає його родючість. Родючість – це властивість ґрунту, його специфічна особливість.

Родючість ґрунту – це здатність забезпечувати врожаї рослин. Ґрунт і родючість невіддільні одне від одного. Родючість ґрунту складна і багатогранна властивість, яка залежить від багатьох факторів.

Таким чином, родючість чи продуктивність ґрунту – це сукупність елементів родючості (вода, елементи живлення) і ґрунтових умов, які забезпечують ріст і розвиток рослин.

Умови родючості:

· ґрунт повинен містити в достатній кількості і в доступному вигляді всі необхідні елементи живлення рослин;

· ґрунт повинен містити достатню кількість вологи;

· у ґрунті повинен бути сприятливий тепловий режим;

· у ґрунті повинно бути повітря;

· у ґрунті не повинно бути шкідливих для рослин речовин;

· ґрунт повинен мати реакцію близьку до нейтральної;

· у ґрунті не повинно бути хвороботворних для рослин бактерій і грибків, а також комах – шкідників сільськогосподарських культур;

· ґрунт повинен бути пухким, забезпечувати вільний розвиток кореневих систем;

· ґрунт повинен бути без бур’янів.

Родючість ґрунту залежить не лише від складу ґрунту, а й від сукупності фізико-хімічних і біологічних процесів, які відбуваються в ньому. На ріст і розвиток рослин впливають всі процеси, які відбуваються в ґрунті, тому для раціонального використання ґрунтів потрібно враховувати всі фактори родючості ґрунту.

Розрізняють два види родючості:

1) природна родючість. Це потенційна родючість грунту, оскільки вона проявляється лише в результаті правильних агротехнічних заходів. Природна родючість може бути високою чи низькою і визначається впливом природних факторів і процесів ґрунтоутворення. Природну родючість у чистому вигляді можна зустріти лише на цілинних землях. Різні ґрунти мають різну природну родючість. Велику природну родючість має торф’яник, після осушення на ньому отримують великі врожаї.

2) штучна родючість створюється людиною в результаті агротехнічних заходів: обробітку, меліорації, внесення добрив і т.д. З того моменту як ґрунт починає оброблятись він стає засобом і продуктом людської праці і набуває штучної родючості.

Штучна родючість властива всім ґрунтам, які обробляються людьми. Але наскільки б не був окультурений ґрунт поряд з штучною завжди існує природна, яка зумовлена природними властивостями ґрунту. Отже, природна і штучна родючість завжди пов’язані між собою.

Залежно від використання грунтів і впливу на родючість землеробство поділяють на екстенсивне та інтенсивне.

Екстенсивне землеробство – базується на природній родючості, врожаї отримують за рахунок поживних речовин, які є в ґрунті від природи.

Інтенсивне землеробство – базується на штучній родючості. Кількість поживних речовин у ґрунтах не зменшується, а постійно збільшується.

Основним джерелом поживних речовин для рослин є ґрунтовий розчин. Склад ґрунтового розчину у різних ґрунтах різний. Основними характеристиками ґрунтового розчину є концентрація і характер реакції.

Народногосподарське значення ґрунту визначає його родючість – здатність забезпечувати врожаї рослин. Виділяють природну і штучну родючість.